常用笔名:元首卫队
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本号新专辑:七海群雄传系列,介绍历史上的名舰
七海群雄传:斜阳下的王座守护者 - “英王乔治五世”号战列舰
作为《华盛顿条约》框架下最卓越的战列舰,“南达科他”号这艘在1942年被昵称为"战列舰X"的钢铁巨兽,在瓜达尔卡纳尔周边美日双方残酷的缠斗中,仅用三周便铸就传奇。鲜有舰艇能在如此短暂的服役期(仅约三年)内赢得如此辉煌的声誉。
这是一个关于"小钢炮"的故事:她既能凌厉出拳、痛击敌舰,亦能扛住炮火、顽强御敌:
1922年2月6日签署生效的《华盛顿海军条约》规定,除替换最老旧舰艇外,各国主力舰的建造将冻结至1937年。
这项禁令虽经 1930 年《伦敦海军条约》再次确认,但这并未阻碍各海军列强对战列舰技术研究与战术应用的探索:德国于1931年下水"德意志"号装甲舰;法国于1932年铺设"敦刻尔克"号龙骨;两年后,日本与法国最终宣布退出条约条款。
在这段局势动荡的年代,美国海军开始着手规划新一代主力舰 - 新舰将具备怎样的性能?需要应对哪些全新威胁?又能搭载哪些新式装备?而这些构想受到多重刚性约束:
条约明确的吨位与主炮口径限制(战列舰排水量不得超过 35560 吨,主炮口径不得超过 406 毫米);必须适配巴拿马运河船闸的宽度(舰体最大宽度不超过 33 米);
此外,太平洋的广袤海域以及菲律宾、关岛与本土的遥远距离,也促使美国海军将领长期秉持设计理念 —— 优先保障战列舰的续航能力与防护性能,宁可牺牲航速。
同时,1933 年初就职的富兰克林・罗斯福,在美国深陷大萧条的背景下,无意卷入新一轮海军军备竞赛。
漫长而复杂的诞生历程
整个1930年代,《华盛顿条约》的束缚日益凸显,美国国内的现代化战列舰设计方案却层出不穷。
多种舰体构型方案被相继提出:续航力、防护性和火力始终优先于航速-最高航速约23节,与1921年前下水的内华达级、宾夕法尼亚级、爱达荷级、加利福尼亚级及科罗拉多级战列舰大致相当。 。
不过,欧洲各列强新下水的战列舰,引发了对高速战列舰实用性的辩论,而同期海军演习逐渐展现出航母的潜力。
1933年12月20日,美国海军总委员会(General Board ,由资深退役将领等成员组成的船舶设计与战略咨询委员会)首次启动高速战列舰的可行性论证工作。
1934年初,美国海军建造与维修局(BC&R)参考当时高速主力舰的标杆-英国皇家海军"胡德"号战列巡洋舰,计划在3.5万吨舰体内搭载足够的动力系统,以实现30节航速。另一研究重点是基于"科罗拉多"级改装时研发的平行变形隔舱防护系统,提升防鱼雷能力。
1940年在时任海军部长查尔斯·爱迪生的推动下,船舶建造与维修局与工程局合并,改组为船舶局(BuShips)。一艘战列舰需绘制8000份设计图纸。许多工程师毕业于麻省理工学院
但严格遵循条约的"3.5万吨舰"方案很快被证明难以兼顾高速、火力和重防护,支持续航力(太平洋作战优势)、防护力(意味着相对低速)与航速(需牺牲重量和空间)的各方一直持续争论至1935-1936年。
首个转折点是海军情报局披露日本海军"金刚"级旧战列巡洋舰改装后能达到与"长门"级相当的26节航速;其次则是日本于1934年3月宣布退出《华盛顿条约》。
自此,美国军方判定,潜在对手必将全力追求战列舰性能的突破,一场军备竞赛已不可避免。
1935 年 5 月,美国海军总委员会要求各技术部门着手制定多样化设计方案;同年 7 月,委员会主席托马斯·查尔斯·哈特海军上将(Thomas Charles Hart)定稿一份备忘录,提交给海军部长克劳德・奥古图斯·斯旺森(Claude Augustus Swanson)。
备忘录中的 “建议条款” 围绕 “1937 型战列舰”(即后来的 “北卡罗来纳” 级战列舰)展开,明确新舰需满足以下指标:可搭载战列舰分舰队司令部指挥人员;具备优异的鱼雷防护与防化学武器袭击能力;以 15 节航速航行时,续航里程需达到 15000 海里;动力系统需具备极高可靠性;舰上需搭载水上侦察机。
基于此,至1935年底,美国海军舰船建造与维修局向海军总委员会共提交19份初步方案,主炮口径跨度从 356 毫米到 406 毫米不等,航速23至30.5节,在灵活但重量偏大的电力推进系统与蒸汽轮机组间反复权衡。
此外,各方还就装甲带厚度、主炮炮塔布局与数量等关键指标展开激烈博弈。在主炮炮塔布局的讨论中,设计团队重点研究了英国 “纳尔逊” 级与法国 “敦刻尔克” 级战列舰的前主炮塔集中布置方案,以及四联装主炮炮塔的技术可行性。
1935年10月,海军作战部长斯坦德利上将要求在1937年预算中建造四艘战列舰。新舰的航速虽不及 “列克星敦” 级航空母舰,但需达到27节以抗衡日本海军的"金刚"与"长门"级。
同年11月,代号为“K”的初步设计方案被选为1937年型战列舰基础设计:配备9门356毫米主炮,航速30.5节。
随着国际谈判进展、委员会与技术部门人事变动,基于K方案的设计不断调整,在1935年11月至1937年11月间产生38种修订方案,最终其一演变为"北卡罗来纳"级,另一则成为"南达科他"级的设计蓝本。
罗斯福的影响
1913 至 1920 年间曾任美国海军部副部长的富兰克林·罗斯福,也曾密切关注 “1937 型战列舰” 的研发讨论进程。他会直接就各项设计方案的合理性向负责人提出质询,甚至在海军部长斯旺森健康状况恶化之后,在相关文官部门职权之外直接插手决策。
1935 年底,罗斯福告诫海军作战部长斯坦德利:若日方拒不批准《伦敦海军条约》,美国就必须列装高速战列舰。
他在国会的两大盟友:佐治亚州民主党众议员卡尔・文森(Carl Vinson)与佛罗里达州民主党参议员帕克・特拉梅尔(Park Trammel) —— 二人分别担任参众两院海军事务委员会主席。
推动美国海军扩张的一系列标志性拨款法案(两部《文森 - 特拉梅尔法案》以及 1940 年《两洋海军法案》),均由二人牵头促成,但罗斯福才是这些法案的核心推动者。
设计理念的转变
“北卡罗来纳” 级两舰的设计工作,是 “南达科他” 级战列舰最终定型的关键一步,这集中体现了美国海军在战列舰航速设计领域的 “理念革新”,同时也激化了海军舰船建造与维修局(BC&R) 与海军军械局(BuOrd) 之间的技术争论 —— 前者负责舰艇的整体设计(尤其是防护系统),后者则主导舰炮的设计与整合工作。
在排水量与航速指标已被确定的前提下,设计团队必须在动力系统、火力配置与防护性能之间找到最佳平衡点。自 1935 年起,相关的技术研究成果便同时融入这两级战列舰的研发工作。
为了减轻重量,必须缩短装甲堡垒区的长度,同时增加水平装甲的厚度,这对于延长舰艇的"免疫区"(指战舰装甲能有效防御敌方炮弹的距离范围。距离过近时,炮弹冲击力会击穿水平装甲;距离过远时,高空坠落的炮弹因动能过大也会使水平装甲失效)至关重要。
美国海军战争学院的研究表明,海战交战距离正在不断拉大。虽然免疫区的下限保持不变(约13000米),但将其上限提升至30000米已成为重中之重。
海军舰船建造与维修局摒弃了锅炉舱与轮机舱交错布置的设计方案,因为这种布局会延长动力舱段的长度,进而拉长装甲堡垒区。
工程师们还开展了两项优化设计:一是调整侧舷装甲带的倾斜角度,二是将各层甲板的梁拱高度降低 10 厘米。后者每降低一个层级,便能为舰体减重 66 吨;而在防护效果相同的前提下,侧舷垂直装甲带向内倾斜 10°,可实现超过 250 吨的减重效益。
不过,装甲带倾斜设计会减小舰体水线处的宽度,除影响船体稳定性外,还会压缩水下防护系统的布置空间。
其实海军舰船建造与维修局早在 1919 年研究 “胡德” 号战列巡洋舰的设计图纸时,便已发现这一问题。即便如此,美国后续研发的战列舰仍采用了倾斜装甲带设计(“北卡罗来纳” 级倾斜角度为 15°,“南达科他” 级为 19°),同时通过优化设计,保障了更为出色的水下防护能力。
主装甲甲板厚度至少为100毫米,其上覆盖一层35至50毫米的上层装甲甲板,其作用在于提前引爆俯冲轰炸机投下的炸弹或落点陡峭的炮弹。这种设计在增强防护的同时,实现了185吨的减重。
主炮塔安装位置降低,使得上层建筑高度得以相应缩减,炮座、指挥塔及相关装甲由此减轻数百吨重量。
水下防鱼雷系统设计为可承受单舷一次鱼雷命中,垂直装甲带的计算标准是:在单次鱼雷击中后,其上缘的上装甲甲板仍能保持在水线以上。
主炮口径引发的争论最为激烈:海军军械局主张采用406毫米口径,认为其威力优于356毫米。炮术专家则反对四联装炮塔,认为设计过于复杂。
这两点均遭到建造与维修局设计师的反对,他们认为406毫米炮过重,而356毫米四联装炮塔能减少炮塔数量,从而缩短装甲堡垒区长度。
1935 年 12 月,海军军械局正式决议采用 406 毫米主炮方案,并着手优化炮塔的布局设计,改进炮塔的外形与人机工效;同时通过折中方案控制炮塔体积,进而缩减炮塔的装甲防护面积。
不过在多数初步设计方案中,仍选定 356 毫米作为主炮口径。直到 1936 年底,斯坦德利才争取到一项关键许可:即便首批舰艇的建造工作已经启动,仍可通过后期改装升级的方式换装更大口径的主炮。
动力系统方面,尽管存在反对声音,海军工程局仍力主推采用过热蒸汽锅炉。在输出功率相同的前提下,这种锅炉可实现250 吨的减重,同时燃油消耗量能降低10%。
"南达科他"号诞生
1936年1月3日,从K方案衍生出的38份设计案中,"四号方案"被选定为未来北卡罗来纳级战列舰的设计基准。
直至10月,该方案还在各技术部门间反复论证、修改完善。次月,尽管遭到海军总委员会部分成员质疑,最终版-十六号方案最终还是脱颖而出,其核心设计指标如下:舰长221米,配备12门356毫米主炮、双联装127毫米副炮塔,对抗356毫米火炮的免疫区为20000至29000米,航速27节。
1937 年 1 月,罗斯福批准建造两艘 “1937 型战列舰”。这一决定涉及巨额财政开支:“北卡罗来纳” 号的造价为5000 万美元(1940年),“南达科他” 号6000 万美元(约合2025年的11.6亿和14亿美元),因此他特意等到连任总统后才正式拍板。
从左到右依次就座的是:海军作战部长莱希上将、海军部长斯旺森,伍德森少将以及海军建造与修理局局长杜博斯少将 —— 后者正与海军工程局局长鲍恩少将交谈。这两位局长在 “南达科他” 号的设计过程中起到了决定性作用
1936 年 3 月 25 日,《第二次伦敦海军条约》正式生效,条约将 35000 吨级战列舰的主炮口径限制为 356 毫米。但已于同年 1 月退出谈判的日本,正式拒绝接受这一条款。
3 月 30 日,海军部长斯旺森正式将日本的决定通报海军总委员会,并就未来战列舰的主炮口径选型,征询各位 “智囊” 的意见。
海军总委员会最终决定,采用三座三联装 406 毫米主炮的方案 —— 而海军军械局早已未雨绸缪,持续推进 406 毫米舰炮的相关研究工作,以备不时之需。
1937 年 7 月,鉴于德国与苏联相继宣布,其未来建造的战列舰也将采用 406 毫米主炮口径,罗斯福决定援引《第二次伦敦海军条约》第 25 条的 “违约反制条款”。该条款规定,若任一缔约国违反条约,其他缔约国可在本国战列舰上配备 406 毫米主炮。
罗斯福此前曾公开表示,“不希望美国成为首个列装 16 英寸(即 406 毫米)舰炮的海上强国”,此番举动打破了这一表态。
同年10 月 27 日,“北卡罗来纳” 号战列舰的龙骨于纽约海军造船厂铺设。而早在3 月,其后续舰的设计工作便已启动……
如果从严苛的角度来看,北卡罗来纳级确实是一个不完美的妥协,混合了新旧两代技术。
仅能防御356毫米口径炮弹,且航速被认为无法与航母协同作战,其设计中对潜艇威胁的考量也显滞后——只有弹药库区域具备真正的防鱼雷能力,且该舰被认为极易遭水下弹道炮弹损毁。其涡轮机亦未达到当时超高压蒸汽轮机的技术标准……
正当美国海军舰船局急于将两艘新的 “北卡罗来纳” 级战列舰列入建造计划时,“南达科他” 号的设计工作同步启动。
与同级另外三艘姊妹舰不同,该舰从设计之初就定位为舰队旗舰,而非单纯的战列舰分队成员。
为此舰上配备了更宽敞的参谋部指挥舱室,舰桥布局也进行了针对性调整 —— 航行与作战指挥区域的空间大幅扩充,舰桥结构额外增设了一层甲板。
这些改动使舰体上层建筑增重 117 吨。为控制总吨位,设计团队并未选择削减 145 吨装甲(此举会导致舰体的免疫区范围缩减1000米),而是拆除了两座 127 毫米口径副炮塔(含弹药总重 185 吨)。
为在1938 年预算框架内建造出一艘吨位不超 35000 吨的战列舰,美国海军曾计划推进此方案,但海军作战部长斯坦德利明确表示反对,要求以五号设计方案为基础重新研制。
这是海军军械局唯一成功坚持采用406毫米主炮的方案:为四座双联装主炮塔,对应的舰体可抵御 406 毫米火炮攻击,免疫区覆盖范围达 20000 至 30000 米,舰体长度略有缩短,航速可达 27 节。
最终,该级战列舰的建造计划被推迟一年,归入 “1939 年战列舰建造项目”。相关建造合同于 1937 年 12 月 22 日正式签署,后于 1938 年 1 月 4 日修订。
1939 年 4 月 4 日,“南达科他” 号与二号舰 “印第安纳” 号被列入年度预算;同年 6 月,国会批准增建两艘同型舰,即日后的三号舰 “马萨诸塞” 号与四号舰 “亚拉巴马” 号。
强化的防护设计
防护结构占空载排水量30%以上,且采用了多项创新技术。1937年6月,海军高层要求该舰对406毫米炮弹(其弹重约为356毫米炮弹的两倍)的免疫区需达到15000米。
为增强垂直防护又不显著增重,倾斜装甲带角度从15°增至19°,厚度较北卡罗来纳级增加6.35毫米。但倾斜内置设计会压缩内部空间且维修困难。
工程师们知道若将倾斜装甲带直接作为舰体外壳,会减小水线处的舰体宽度,进而导致舰体容积损失,削弱舰体的稳性。
1940年4月1日,新泽西州卡姆登市纽约造船公司船厂内正在建造中的“南达科他”号。此视角为从第115号肋骨处向前拍摄,展示了舰体中部的内部结构,包括六道主水密横向舱壁以及沿船舷布置的防鱼雷纵向舱壁。侧舱壁的内倾设计对应于战列舰舷侧装甲的倾斜角度
水平装甲的设计方案同样经过了重新考量,因为海上威胁的形态正快速演变。美国海军战争学院开展的兵棋推演结果显示,海战交战距离越远,敌方炮弹的落角就越陡峭。基于这一结论,“南达科他” 号的水平装甲厚度虽与 “北卡罗来纳” 号相差无几,但装甲布置更集中于主装甲甲板,以此提升防护效能。
此外,设计团队后期也将水下弹道炮弹的威胁纳入了考量范围。“北卡罗来纳” 号采用的是传统防护设计,依托舷侧防雷突出部,内置多道纵向隔舱壁来抵御攻击。而 “南达科他” 号则作出改进,将主装甲带向下延伸,直至舰体的双层舰底位置。
倾斜装甲带的厚度按炮弹在不同水深下的预估剩余动能,呈现梯度递减的设计。这种全新的刚性装甲壁防护方案,取代了 “北卡罗来纳” 级依靠结构弹性和能量吸收能力的防护体系。
而该方案确定时,全尺寸防雷隔舱的实弹测试尚未开展 —— 直至1939年四艘同级舰中三艘已开工时才补做测试。
后续测试以及海军舰船建造与修理局工程师的测算结果表明,这种整体式装甲结构在抵御水下爆炸时的效能,反而不及此前 “北卡罗来纳” 级采用的防护系统。
但此时设计方案已无力更改,加之舰船排水量没有预留冗余空间,唯一的补救办法,就是将原本设计为空腔的舷侧外壳与下层装甲带之间的空隙,全部填充重油或海水。
该舰的装甲防护遵循 “要么完全防御,要么彻底失效” 的原则,防护重点集中于动力舱、主炮塔、弹药舱以及水线区域,以此保障舰船经精确计算得出的储备浮力。简言之,舰体的核心装甲区绝不能被击穿。
1.舰体外板:16 至 32 毫米特种处理钢(二战时期美国海军常用的舰船结构钢 / 防护钢)
2.上层装甲带(A 型钢):厚度 310 毫米,倾斜 19°,螺栓固定于 19 毫米厚的隔舱壁上
3.下层装甲带(B 型钢):三层甲板处厚度 310 毫米,水线以下 2 米处厚度 150 毫米,双层船底处厚度 44 毫米,倾斜 19°,螺栓固定于 19 毫米厚的隔舱壁上
4.1 号与 2 号防雷隔舱壁(高弹性极限钢,用于防雷隔舱等需抗冲击的结构部件):厚度分别为 22 毫米与 16 毫米
5.主隔舱壁:6 毫米特种处理钢
6.主甲板:38 毫米特种处理钢
7.主装甲甲板:甲板中央厚度 127 毫米,上边缘处厚度 135 毫米,螺栓固定于 19 毫米厚的特种处理钢钢板甲板上
8.动力舱上方防破片甲板:16 毫米特种处理钢
9.三层甲板
10.双层船底:16 至 20 毫米特种处理钢与高弹性极限钢
11.动力舱
各级战列舰的装甲对比,从左往右分别为“北卡罗来纳”级、“南达科他”级、“衣阿华”级和“蒙大拿”级
各战列舰级别的装甲免疫区对照北卡罗来纳级
● 针对 356 毫米炮弹(673.5公斤,对应日军金刚级战列舰主炮):装甲免疫区为 20000 米~29000 米
● 针对 406 毫米炮弹(1004公斤,对应长门级战列舰主炮): 21300 米~27800 米
● 针对 406 毫米炮弹(1226公斤,等效大和级460毫米主炮炮弹):无装甲免疫区
南达科他级
● 针对 356 毫米炮弹:全程(全距离)处于装甲免疫区
● 针对 406 毫米炮弹:17700 米~30900 米
● 针对 406 毫米炮弹(等效日军大和级):20500 米~26400 米
衣阿华级
● 针对 356 毫米炮弹:全程(全距离)处于装甲免疫区
● 针对 406 毫米炮弹:17600 米~31200 米
● 针对 406 毫米炮弹:20400 米~26700 米
优化的动力系统
工程师们需要在比 “北卡罗来纳” 级更紧凑的舱室内,安装功率更强的动力系统(130000马力,而 “北卡罗来纳” 号为121000 马力)。
设计团队曾一度考虑沿用1916年 “星座” 级战列巡洋舰的布局方案:将锅炉布置在涡轮机上方的一层甲板,以此缩短动力舱的长度。但该方案最终于1937年5月被放弃 —— 因其会导致水平装甲的布局过于复杂,且会抬高舰体的重心。
最终,设计团队选择了更传统的 “分段集中式” 方案:将动力舱划分为 4 个独立的短舱段,每段包含2台锅炉、1-2 台涡轮发电机,以及一套驱动单根传动轴的涡轮 - 减速器组。
紧凑型涡轮减速机组(集成轴推力轴承)、传动轴、冷凝器、泵机、燃油/滑油管路等安装在底层甲板,锅炉略微抬高以为螺旋桨轴让出通道。
上层甲板则用于布置控制系统、通风设备及大型管道(如蒸汽集管等)。这也导致锅炉的上部会延伸至防破片甲板的高度,因此必须对该甲板进行局部开孔处理!
90%的超高压蒸汽(压力超过 40 巴)被用于推进系统,剩余10%则输送至靠近锅炉的涡轮发电机。正常航行状态下,7 台发电机中仅3台运转;作战时,所有发电机均会启动,为舰炮与探测设备供电。
锅炉供水用的蒸发器与海水淡化装置的布局同样经过了重新设计。动力舱的长度被大幅缩短:从原先的 73 米缩减至 53.68 米 —— 长度(以及相应重量)的减少,让设计团队实现了在不增加排水量的前提下提升防护水平。
通过在涡轮叶片与蒸汽回路中应用新技术,该动力系统的功率相比 “北卡罗来纳” 号提升了 17%,而重量(3600 吨)仅增加 9%。若与 “西弗吉尼亚” 号相比,其排水量增加了 10%,但装机功率却从29000马力跃升至130000马力!
不过这一设计也存在代价:锅炉布置在舱段上层导致重心抬高,且舱室空间被压缩到极致,既增加了舰员的工作难度,也给维护作业带来了不便。
海军舰船建造与修理局还通过减小水线面积、优化螺旋桨区域的水流,提升了舰体的航行效率。
具体措施是大幅缩减舰体后三分之一区域的水下浸湿面积 —— 这一效果通过舰体艉部最后 40 米处的船底大幅上翘实现。
该区域的舰底还增设了两片垂直鳍状结构(舰艉舵踵),形成了一个流体动力学 “拱道”。内侧螺旋桨被布置在双鳍之间,而外侧的两根传动轴则嵌入两侧的鳍板内。
这种拱道设计改善了水流状态,但缺点是舰体内部空间被大幅压缩。工程师们后来发现,舵踵还能为内侧螺旋桨轴提供一定的防爆防护。
舰体的振动问题并未完全消除,因此需要对螺旋桨(3 叶、4 叶或 5 叶)进行多次测试,但测试次数远少于 1941 年 “北卡罗来纳” 号所进行的测试。
强大的火力配置
“南达科他” 号配备了3座三联装 406 毫米炮塔,共9门409毫米45倍径Mk.6型主炮。主炮、炮塔座与炮塔,均是为北卡罗来纳级战列舰研发的同款装备。
1. 配备12.5米测距仪的三联装炮塔
2. 406毫米45倍径Mk.6型炮管
3. 救生网与救生浮具
4. 装甲顶部:在19毫米钢板结构上加装4块185毫米装甲板
5. 20毫米火炮炮座及弹药箱
简而言之,该型主炮虽自 1936 年启动研发,本质却是科罗拉多级战列舰主炮的改良版本。Mark 6型主炮于两次世界大战之间的末期完成研发,是海军军械局依照海军总委员会要求,为适配发射新型1200公斤穿甲弹而量身打造。
单座重达1400吨的炮塔安装在 207米长的舰体上,直接决定了整艘舰的内外布局。例如,舰体在炮塔弹药舱区域必须保持最大宽度,这也影响了舰体线条的流畅性……
1943年斯卡帕湾,“南达科他” 号展示其主炮的独立俯仰射界,海军军械局与海军建造与修理曾围绕406 毫米主炮的采用问题产生分歧。军械局的火炮专家们认为该主炮具备显著优势,因为日军 “金刚” 级与 “长门” 级战列舰的装甲,完全不存在能抵御406 毫米舰炮炮弹的 “免疫区”。而海军建造与修理局则恰恰相反,他们担忧大口径主炮会带来过大的重量负荷,以及由此对未来战列舰排水量造成的连锁影响
主炮可发射以下三种弹药:
Mark 8 型穿甲弹:重1225 公斤,装药量18.55公斤
Mark 13 型高爆弹:重862公斤,装药量69.67公斤
Mark 14 型高爆弹:重862 公斤
主炮性能参数
初速(穿甲弹)700 米 / 秒
炮管寿命395 发
回旋速度4°/ 秒,可左右各回旋 150°
俯仰角度最大仰角 45°,最大俯角 - 2°
射速每分钟 2 发
炮管尺寸全长18700 毫米;炮膛长18000 毫米;膛线长15670 毫米
闭锁机构韦林式下开型炮栓
最大射程(穿甲弹、45° 仰角)33700 米
副炮为8座双联装127毫米炮塔(同级其他舰只为10座),共16门127毫米38 倍径 Mk 12 型高平两用炮,兼具平射与防空能力。
2. 备用手动瞄准装置
3. 潜望镜
该型火炮搭配 Mk 4 型火控雷达(后续升级为 Mk 12 型)与可变时间引信炮弹,实战表现十分出色,日后实战中曾多次击落数十架敌方战机。同时,该炮具备对海射击模式,在其后美军 “跳岛战术” 作战期间曾多次投入对海轰击任务。
性能参数
火炮自重(不含炮栓):1800 公斤
炮塔总重:70894 公斤
火炮全长:5680 毫米
炮膛长度:4800 毫米
膛线长度:3990 毫米
初速:760–790 米 / 秒
炮管寿命:4600发
俯仰角度:-15° 至 + 85°,俯仰速度 15°/ 秒
回旋角度:舷侧副炮为左右各 150°(配备射击限制器);甲板炮塔为左右各 80°,回旋速度均为 25°/ 秒
设计射速:15 发 / 分钟
炮栓类型:立楔式炮栓,后坐行程38 厘米
弹药规格:127×680 毫米 R 型炮弹,弹重24–25 公斤
此外,舰炮还配备了高性能火控计算机辅助瞄准。自20世纪20年代起,美国海军就已重视远距离炮击的战术与训练;到1941-1942年,目标的距离、角度、速度、弹道倾角等参数,已可通过测距雷达测定。
最初的轻型防空武器为7座四联装 28 毫米 / 75 倍径 Mk 1 型高射炮(总计 28 门,该炮绰号 “芝加哥钢琴”)、16 门单管 20 毫米 / 70 倍径 Mk 4 型高射炮,另辅以 8 挺单管 12.7 毫米 / 90 倍径勃朗宁 M1920 型重机枪。
但到 1942 年底,这些可靠性不足或威力偏弱的枪炮均被改造替换:到服役生涯末期,全舰已配备了76门博福斯40毫米 / 70 倍径 1943 型高射炮,均为 19 座四联装炮塔,主要布置于主上层建筑周围。
由于舰桥-火控系统-烟囱-后部火控系统这一紧凑的中部舰岛布局,这些火炮拥有极佳的射界(这一布局设计后来被沿用于珍珠港受损战列舰的修复改造工程)。
此外还有67门单管20毫米/70倍径厄利空高射炮。这些火炮部分采用双联装布置,但多数为带护盾的单管炮塔;若装配弹鼓,单人即可完成操作。
实战中,专职装弹手会在各炮位间往返,为火炮补充备用弹鼓(平时储存在炮塔内侧壁)—— 还会拎着水桶,为炮管降温(持续射击会让炮管烧得通红)。凭借各自的有效射程,这两道防空火力网能够拦截所有突破小口径舰炮弹幕的来袭目标。
2.球鼻艏
3.20毫米火炮,配备弹鼓供弹装置
4.457毫米正面装甲板
“南达科他” 号及同期的战列舰,就此成为真正的 “浮动防空炮台”。不过这也带来了一些超载问题 —— 例如一座四联装40毫米炮(理论射速 480 发 / 分钟)持续射击一分钟,就需要消耗450公斤弹药;而到 1943 年中期,“南达科他” 号已配备了19座该型炮!
现代化指挥操控系统
由于设计于雷达尚未普及的时代,该战列舰在开工时即配备了完善的航空侦察设施,以及全套的作战与航行光学仪器。
射击指挥所在装甲指挥塔顶部和后部上层结构各装有一部8米测距仪;3 座 406 毫米主炮塔则配备了 12.5 米立体测距仪,用于独立射击。
副炮也配备了光学瞄准设备,但这些装备很快由雷达探测和火控系统进行补充,竣工时搭载了SC型对空搜索雷达,竣工后即换装为SK型与SK-2型对空搜索雷达。
1943 年 8 月,诺福克海军造船厂。可以清晰看到SK 对空搜索雷达的大型网状天线,而在其正下方,是两部安装于主炮测距仪上的Mk.8 火控雷达的水平天线杆。舰艉的博福斯高射炮炮座采用焊接工艺固定,而舰体外壳则依旧通过铆接方式组装而成
主炮射击指挥仪由Mark 3 型火控雷达提供引导支持,1942 年末起(该级舰真正的战斗生涯亦自此开启)升级为Mark 8 型火控雷达。凭借这套雷达系统,南达科他级的目标探测距离远超日本海军 —— 彼时日军主要仍依赖双筒望远镜进行观测。
副炮则配备Mark 37 型射击指挥仪,配套雷达为Mark 4 型,后更新为Mark 12/22 型火控雷达。
南达科他号的雷达配置
空 / 海搜索
SC-1(1942 年 / 1943 年初):该雷达也用于指挥与拦截。显示器为示波器;对高空目标的最佳探测距离为 75 海里。天线重量:204公斤
SC-2(1943 年 2 月):SC-1 雷达的改进型。配备驻留天线、消隐器(IF)与平面位置显示器(PPI,即如今常见的雷达显示屏)。天线安装高度 2.8 米时的探测距离:大型舰船 35000 米,轰炸机 65 海里,战斗机 35 海里。天线重量:217公斤
SK(1943 年 8 月起,后于 1945 年为SK-2):SK-2 雷达配备更大的方形天线(7.0×2.21 米),波长 30 厘米;天线安装高度 35 米时的探测距离:47000 米,轰炸机 120 海里,战斗机 70 海里。SK 型天线重量:1089 公斤
海面搜索
SG(1942年):用于探测海面舰船。对战列舰的最大探测距离为 37000 米,对驱逐舰为 22000 米。在近海水域及夜间航行定位时广泛用于导航,由 14 号与 15 号指挥控制台的一个面板跟踪。1943 年,南达科他号加装了第二部 SG 雷达
火控(测距)
Mk.3(1942 年):对战列舰的最大探测距离为 37000 米,用于 406 毫米舰炮火控,波长 40 厘米,天线尺寸 3.66×1.91 米。配备 2 处(后增至 3 处)安装位,其中一处位于 40 米高处。射击校准:对 356-406 毫米舰炮的弹着点探测距离可达 30000 米(针对战列舰目标的版本)
Mk.8(1943 年 2 月起安装):用于 406 毫米舰炮火控,波长 10 厘米,天线尺寸 3.1×1 米。对战列舰的探测距离为 37000 米,测距精度 5 米。射击校准:对 356-406 毫米舰炮的弹着点探测距离可达 30000 米(针对战列舰目标的版本)
Mk.4(1942 年安装):用于 127 毫米舰炮火控,在 Mk.37 火控测距仪上设 4 处安装位。大致是 Mk.3 的缩小天线版本(仅含表层部件),天线并非完全架空,安装位置较低
Mk.12/22(1944年):具备自动搜索功能的 Mk.12 雷达取代 Mk.4。对轰炸机的探测距离为41000米,对战列舰为37000米,测距精度 18 米。Mk.22 与 Mk.12 并排安装,可探测高度仅为地平线以上 0.8° 的低空空中目标。
1.三层式装甲指挥塔
2.航行舰桥
3.司令舰桥及司令层(司令及参谋长舱室)
4.射击指挥层(含测距仪)
5.前塔楼第三层:上层航行舰桥
6.第四层:雷达室
7.第六层:上层对空瞭望台
8.副炮Mk.37射击指挥仪(带光学测距仪及Mk12/22雷达)
2.尾部Mk.38射击指挥仪
3.旗箱与升旗索
4.双联装127毫米炮塔
5.司令舰桥
6. IDY lA型干扰机
2. 船体拱形结构
3. Mk.37 型射击指挥仪
4. Mk.38 型射击指挥仪
5. SK 型对空搜索雷达天线
6. SR 型对空搜索雷达天线
7. SG 型对海搜索雷达天线
8. 上层装甲带
不过即使南达科他号自试航阶段起便搭载了现代化的无线电设备,但直到1943年年中之前,其可靠性和性能均表现平平。早期示波器上的目标显示需要大量的人工解读和深入训练。这成为日后在1942年瓜达尔卡纳尔岛之战中导致混乱的因素之一。
动力舱长度的缩短使得在主装甲甲板下方得以布置两个"战术室"。南达科他号在此设有作战信息中心(CIC,即战术指挥所),配备了标图桌和雷达控制台。
所有战术信息(雷达、无线电、电子截获数据)都被汇集到这个受装甲保护的舱室,经过大量专业人员分类和处理后,通过标图桌(1943年后改为平面位置显示器)清晰、有序地呈现给舰上指挥层和随舰将官。
CIC能够持续掌握战列舰的战术态势(目标选择、本舰与敌方动态、舰队通信等),甚至能够协调整个舰队的防空作战。
1942 年试航中的 “南达科他” 号,上层建筑与甲板显得十分简洁,配备了7座28毫米炮座与2台小艇吊机。这些设备很快被替换或拆除,以节省宝贵的载重
1943 年 2 月,“南达科他” 号在瓜达尔卡纳尔岛战役后完成改装:前桅顶部加装了 SC-2 雷达,后主桅与主炮塔前方配备了 2 部 SG 雷达;主测距仪上的 Mk.3 雷达也被 Mk.8 雷达取代。随后,该舰前往大西洋,负责护航船队,防范可能出击的德国海军 “提尔皮茨” 号战列舰。
硬币的另一面:设计缺陷
“南达科他” 级是最后一级在条约框架下设计的战列舰。为满足条约限制而采取的设计方案,不可避免地带来了一系列弊端:舰体空间的大部分被动力舱与弹药舱占据,尽管该级舰的指挥舱室比前一级(“北卡罗来纳” 级)更合理,但上层建筑的紧凑布局仍影响了舱室的整体规划。
“南达科他” 号舰体的大部分长度区间都拥有较大的宽度。这一方面源于舰体尺寸的缩减限制,另一方面也是为了实现高效的防雷击防护 —— 因此需要在主炮塔弹药库所在的舰体区段设置最大宽度
为在舰体两侧各布置4至5座双层127毫米副炮塔(分两层安装),上层建筑被极度精简;同时,舰桥高度比 “北卡罗来纳” 级更高,以此腾出舰体内部空间。
受限于舰体长度偏短,406毫米主炮开火时的炮口冲击波,会对舰桥、副炮(甚至有人提议将副炮改回炮廓布局),以及各类天线、电子设备造成严重影响。
全舰的指挥区域(装甲指挥塔、航行舰桥、舰桥、操舵室、参谋部舱室)仅分布在两层甲板。
改装前,航行舰桥甚至位于装甲指挥塔后方 —— 值更官完全无法向前瞭望,只能从装甲指挥塔或舰桥翼台指挥航行,且视野仅能覆盖单侧(无法观察舰艉)。
此外,尽管设计用心良苦,舰船总质量仍超出预期:37970吨。美国海军于是决定重新解释条约中关于吨位的规定——效仿其他国家的做法——因此某些设备(小艇、燃料、饮用水等)的重量被任意地从总排水量中扣除。
通过这些权宜之计,排水量在官方数据上可以降至35024吨。然而,到1943年,超载已达到2000多吨。
尽管该舰符合美国海军的标准,但其居住性却较差:1944年舰员规模达2300人,住宿空间十分拥挤;军官舱室被移至本就已大幅简化的上层建筑中,只为给副炮弹药舱腾出空间。食堂与人员密集的岗位空间局促、通风不足。
由于舰体更短,该舰在恶劣海况下的适航性与舒适性均不及前一级。舰体本就吃水较深(设计吃水 10.6 米),超载后吃水增至11.2米以上,装甲干舷仅剩 1.6 米。
为进一步减重,406毫米主炮的备弹量被限制为每管 85 发,部分设备也被拆除。但过剩的防空武器、舰员规模的扩大、舰桥的扩建、雷达设备的增加(以及随之强化的桅杆),都加剧了超载问题 —— 而作战中对续航力的需求,又进一步推高了排水量。
“南达科他”号配备了球鼻艏,这一设计主要是为了提升航速。尽管该舰排水量较大,但美国海军始终没有忽视其适航性问题。不过,27 节的航速只有在海况平静且船体清洁的状态下才能达到
在经历了近两年的建造后(1939年7月5日),“南达科他” 号1941 年 6 月 7 日下水,1942 年 3 月15日正式服役,此时日军在太平洋上占据上风,这艘充满了争议的战舰即将迎来血的考验。
未完待续
附录
“南达科他” 号技术参数
一、基础信息
开工建造:1939 年 7 月 5 日 | 承建方:纽约造船公司(新泽西州卡姆登)
正式服役:1942 年 3 月 15 日
标准排水量:35518 吨
满载排水量:48271 吨
全长:207.26 米
水线宽度:32.95 米
吃水深度:1942 年为 10.69 米;1945 年调整为 11.07 米
二、动力系统
动力装置:4 台锅炉(蒸汽温度 454℃,蒸汽压力 40.6 公斤 / 平方厘米)+ 8 台涡轮机,总功率32500 马力
最大燃油搭载量:7070 吨
实际最大航速:27.08 节
续航里程:15 节航速下,可达15000 海里
电力系统:7 台蒸汽发电机 + 2 台柴油交流发电机
三、防护装甲
前后主装甲带:厚度 224 毫米~304 毫米
横向隔舱装甲:厚度 33 毫米~114 毫米
指挥舱装甲:侧壁 343 毫米 / 顶部 121 毫米 / 后部 287 毫米
主炮塔装甲:前部 457 毫米 / 顶部 185 毫米 / 侧壁 241 毫米 / 后部 405 毫米
炮塔座圈装甲:厚度 340 毫米~292 毫米
舰桥装甲:主体 380 毫米 / 顶部 184 毫米
四、武器配置
1. 主炮(406 毫米三联装舰炮 × 3 座,共 9 门)
弹药规格:穿甲弹(1226 公斤)、高爆弹(862 公斤)
核心性能:最大射程33000 米,射速 3 发 / 分钟;穿甲弹在 23000 米距离可击穿 382 毫米垂直装甲
2. 防空武器(127 毫米双联装炮塔 × 8 座)
基础性能:最大水平射程 15900 米,俯仰角度 - 15°~+85°,射速 15~20 发 / 分钟
不同时期增补配置:1942 年:28 毫米炮 ×7 + 20 毫米炮 ×7
1943 年:20 毫米炮 ×174 + 博福斯炮 ×12
1945 年:博福斯炮 ×174 + 20 毫米炮 ×12
五、舰员编制
战争初期:1939 人
战争末期:约2400 人
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